Question

【題目】以廢舊鋅錳電池中的黑錳粉（MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化鐵等）為原料制備MnCl2，實(shí)現(xiàn)錳的再利用。其工作流程如下：

（1）過(guò)程Ⅰ，在空氣中加熱黑錳粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化學(xué)方程式是_______。

（2）溶液a的主要成分為NH4Cl，另外還含有少量ZnCl2等。

① 溶液a呈酸性，原因是______。

② 根據(jù)如圖所示的溶解度曲線，將溶液a______（填操作），可得NH4Cl粗品。

③ 提純NH4Cl粗品，有關(guān)性質(zhì)數(shù)據(jù)如下：

化合物	ZnCl2	NH4Cl
熔點(diǎn)	365℃	337.8℃分解
沸點(diǎn)	732℃	-------------

根據(jù)上表，設(shè)計(jì)方案提純NH4Cl：________。

（3）檢驗(yàn)MnSO4溶液中是否含有Fe3+：取少量溶液，加入_______（填試劑和現(xiàn)象），證明溶液中Fe3+沉淀完全。

（4）探究過(guò)程Ⅱ中MnO2溶解的適宜條件。

�。�向MnO2中加入H2O2溶液，產(chǎn)生大量氣泡；再加入稀H2SO4，固體未明顯溶解。

ⅱ．向MnO2中加入稀H2SO4，固體未溶解；再加入H2O2溶液，產(chǎn)生大量氣泡，固體完全溶解。

① 用化學(xué)方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因：________。

② 解釋試劑加入順序不同，MnO2作用不同的原因：________。

上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，試劑加入順序不同，物質(zhì)體現(xiàn)的性質(zhì)可能不同，產(chǎn)物也可能不同。

Answer 1

【答案】4MnO(OH)+O2==4MnO2+2H2O NH4++H2ONH3·H2O+H+（或NH4+水解產(chǎn)生H+） 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾 加熱NH4Cl粗品至340℃左右，NH4Cl = NH3 + HCl；收集產(chǎn)物并冷卻，NH3 + HCl=NH4Cl，得到純凈NH4Cl。 KSCN溶液，不變紅 MnO2+H2O2+H2SO4==MnSO4+2H2O+O2↑i中作催化劑，反應(yīng)快，只催化分解 ii中作氧化劑，加入稀后，的氧化性增強(qiáng)，被還原為。

【解析】

（1）根據(jù)流程圖可知，經(jīng)過(guò)過(guò)程Ⅰ，得到了MnO2粗品，則O2將MnO(OH)氧化成MnO2，根據(jù)得失電子守恒，1molO2得到4mol電子，1molMnO(OH)失去1mol電子，則O2和MnO(OH)的比例為1∶4，再根據(jù)原子守恒可配平方程式，答案為4MnO(OH)+O2=4MnO2+2H2O；

（2）①ZnCl2和NH4Cl均為強(qiáng)酸弱堿鹽，均會(huì)水解，銨根離子水解使溶液呈酸性，答案為NH4++H2ONH3·H2O+H+（或NH4+水解產(chǎn)生H+）；

②從曲線可以看出，隨著溫度的變化，NH4Cl的溶解度幾乎沒(méi)有發(fā)生太大的變化，只能蒸發(fā)溶劑得到晶體，再進(jìn)行后續(xù)操作，答案為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；

③從表格中數(shù)據(jù)可以知道，NH4Cl在337.8℃分解，生成NH3和HCl，而此溫度下，ZnCl2沒(méi)有熔化，也沒(méi)有分解，因此可以利用NH4Cl的分解，收集產(chǎn)物再次合成NH4Cl，答案為加熱NH4Cl粗品至340℃左右，NH4Cl = NH3 + HCl；收集產(chǎn)物并冷卻，NH3 + HCl=NH4Cl，得到純凈NH4Cl；

（3）Fe3＋的檢驗(yàn)常用KSCN溶液，如果溶液中有鐵離子，生成紅色物質(zhì)；沒(méi)有Fe3＋就不會(huì)變紅，答案為KSCN溶液，不變紅；

（4）從實(shí)驗(yàn)ⅰ知道，先加入雙氧水，MnO2不溶解，只做催化劑，而通過(guò)實(shí)驗(yàn)ⅱ可知，先加入硫酸，固體溶解，且有氣體冒出，氣體為氧氣，則MnO2作了氧化劑，雙氧水作了還原劑。①固體溶解，且有氣體放出，氣體為O2，MnO2做氧化劑，H2O2做還原劑，為酸性環(huán)境，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，配平方程式。答案為MnO2＋H2O2＋H2SO4=MnSO4＋O2↑＋2H2O；

②先加入硫酸，溶液為酸性，則酸性條件下，物質(zhì)的氧化性會(huì)增加，答案為ii中作氧化劑，加入稀后，的氧化性增強(qiáng)，被還原為MnSO4。